什么是逆向工程?了解其流程和优势

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逆向工程是用于分析和研究目标产品的技术过程。用于推导和获取产品加工流程、组织结构、功能性能规范等产品设计要素,生产出功能相近的产品。

什么是逆向工程?

传统的设计过程是从头开始创建一个新产品,然后制造它。但是,如果原始CAD文件丢失,或者无法获得零件的原始CAD数据怎么办?逆向工程通过3D技术(如3D扫描仪、CT扫描仪、三坐标测量机)捕获成品的外观和尺寸信息,然后通过3D建模软件重建原始零件的CAD文件。

逆向工程 需要一系列步骤来收集有关产品尺寸的精确信息。收集后,数据可以存储在数字档案中。通常,工程师会通过新的开发和创新来增强设计。有时原始模型的设计被完全复制。

逆向工程用于剖析成品,以了解其功能材料规格以及如何组合它们。当物理或手动模型经过测量→CAD数据创建→3D打印或CAM输出的过程时,称为逆向工程。这个过程可以加快产品开发的及时性和质量,并且可以节省时间和成本。

阶段1:3D扫描服务
使用3D扫描仪扫描物体后,物体的点数据会生成成STL格式的电子文件。

第 2 阶段:3D 建模服务
扫描的点数据用于点、线和曲面反向 3D 建模,以重建对象的曲面数据并创建原始 CAD 文件(STEP 文件格式)。

为什么需要逆向工程?

  1. 原始CAD文件丢失:
    如果原始设计文件已丢失,损坏或无法恢复或打开,则无法修改格式。在这种情况下,CAD文件(3D扫描+逆向建模)将通过3D扫描和逆向3D建模进行还原,以快速获取数字数据。
  2. 产品设计方式的差异:
    过去设计师可能只做2D平面设计,然后通过CAD软件将数据转换为3D;但是现在设计师往往先手工制作3D模型,所以需要一个逆向工程工具将这个手动模型转换成3D曲面模型,以方便后续工作。
  3. 分析竞争设计:
    在分析竞争对手产品的优势和劣势时,通常首选使用3D扫描仪技术提取尺寸信息,并将这些信息表示为点云或自动实时网格,以进一步提高产品质量。
  4. 加速研发创新:
    逆向工程缩短了产品重新设计时间,无需手动手绘图即可快速捕获设计概念。
  5. 产品设计走向自由曲面建模:
    目前,消费者不仅考虑产品的功能,还考虑其外观。但是,使用传统的制造方法,如果设计师创造的原始外观不能完全表达出来,则可能需要使用逆向工程来满足设计师的要求。
  6. 为了帮助制造商快速生产:
    制造商可以使用逆向工程快速生产零件,而无需从交货时间长的OEM购买昂贵的零件。
  7. 获得正向设计数据不易:
    基于商业秘密,原厂不向下游厂商提供原始CAD数据,而只向制造商提供样品,因此需要通过逆向工程工具恢复原始CAD数据。
  8. 测试积极的设计结果:
    逆向工程的另一个重要功能是成品的检查。这称为CAI(计算机辅助检查)。通常,质量检验仅测试成品。通过逆向工程工具,可以对成品进行全面的质量检查,可以对其进行评估,以提高产品的质量和稳定性。
  9. 预防性维护计划:
    逆向工程也可以是制造商主动维护计划的关键策略。通过在关键组件发生故障之前对其进行逆向工程,制造商可以储备备件并减少计划外停机时间。

常见的逆向工程应用:

  • 原厂终止了商品生产。
  • 原厂提供的文件或组件不符合设计,需要重新制作。
  • 原来的工厂已经不复存在,但消费者仍然需要商品。
  • 原始设计已丢失、损坏且无法恢复,无法打开数据文件或无法修改文件格式。
  • 需要改进的原始设计缺陷,例如薄壁或厚壁,需要数字修改和复制的过程。
  • 为了使设计的零件使用寿命更长,必须通过设计对产品进行修改。
  • 分析产品优势和劣势,或通过原始设计确定新的发展。
  • 优化设计零件,以便以更便宜的方式使设计的产品可以制造新的或再制造。
  • 分析竞争对手产品的优势和劣势,进一步提高其产品质量。
  • 新产品样品开发。
  • 产品的仿制和改性设计。
  • 快速模具制造。
  • 快速原型制作。
  • 产品数字化检测。

逆向工程起源于商业和军事领域的硬件分析。其目的是在无法轻松获得必要的生产信息时,直接从成品的分析中推断出产品的设计原理。

但另一方面,逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵犯。但在实践中,它可能反而保护知识产权所有者。例如,在集成电路领域,如果一家公司涉嫌侵犯知识产权,可以使用逆向工程技术来寻找证据。

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投稿专栏

机械设计中的 CAD、CAE 和 CAM 技术

2023-3-18 22:02:57

投稿专栏

加工钛合金时应注意什么?

2023-3-20 21:56:16

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